本文關(guān)鍵詞：某800t海上桅桿式起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性分析與多目標(biāo)優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：桅桿式起重機(jī)在傳統(tǒng)吊裝設(shè)備中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),應(yīng)用于海洋工程領(lǐng)域的大噸位海上桅桿式起重機(jī)在國(guó)外的需求量越來越大,而在我國(guó)的自主研發(fā)才剛剛起步。區(qū)別于陸用起重機(jī)和船用起重機(jī),海洋環(huán)境增加了海上起重機(jī)的作業(yè)難度,其結(jié)構(gòu)需具備更強(qiáng)的沖擊強(qiáng)度,考慮船舶運(yùn)動(dòng)載荷的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析方法仍有待完善。本文以800t海上桅桿式起重機(jī)為研究對(duì)象,分析多工況下其結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性并進(jìn)行優(yōu)化。主要研究?jī)?nèi)容如下:1)結(jié)合目標(biāo)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特征,對(duì)吊臂、轉(zhuǎn)臺(tái)和定柱等組件進(jìn)行受力分析和載荷計(jì)算,在對(duì)比船舶運(yùn)動(dòng)載荷的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法和數(shù)值分析方法的基礎(chǔ)上,運(yùn)用AQWA分析環(huán)境載荷入射方向?yàn)?0?時(shí)起重作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)方向?qū)Υw運(yùn)動(dòng)的影響,確定了結(jié)構(gòu)分析中的船舶運(yùn)動(dòng)載荷。2)基于有限元非線性分析理論,運(yùn)用Hypermesh定義起重機(jī)各組件的MPC非線性接觸,并將整機(jī)有限元裝配模型的.cdb數(shù)據(jù)傳遞至ANSYS中,分析起重機(jī)的多工況靜強(qiáng)度和穩(wěn)定性。結(jié)果表明,56.4?/800t吊裝為起重作業(yè)的危險(xiǎn)工況,吊臂和定柱的厚度分布有待優(yōu)化。3)基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中的多自由度系統(tǒng)振動(dòng)理論,由ANSYS的模態(tài)分析結(jié)果研究不同吊裝角度對(duì)整機(jī)自振特性的影響;由諧響應(yīng)分析結(jié)果研究0~20HZ范圍內(nèi)船舶運(yùn)動(dòng)激勵(lì)對(duì)起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性的影響;調(diào)用船舶運(yùn)動(dòng)載荷的.CSV數(shù)據(jù),采用Newmark-?法計(jì)算起重機(jī)的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)響應(yīng),研究載荷的聯(lián)合作用對(duì)起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性的影響。結(jié)果表明,船舶運(yùn)動(dòng)激勵(lì)與整機(jī)第1階固有頻率產(chǎn)生共振;56.4?/800t吊裝工況下,主鉤卸載的瞬間吊臂末端的振動(dòng)最強(qiáng),且該處的沖擊強(qiáng)度有待提高。4)采用基于Design Explorer和Altair Optistruct的聯(lián)合優(yōu)化技術(shù),設(shè)定由局部至整體的優(yōu)化設(shè)計(jì)路線,以輕量化為優(yōu)化目標(biāo),同時(shí)兼顧結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,采用迭代算法、篩選法、MOGA法和NLPQL法,實(shí)現(xiàn)吊臂、轉(zhuǎn)臺(tái)乃至關(guān)鍵零部件的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),并對(duì)比分析優(yōu)化前后起重機(jī)的靜動(dòng)態(tài)性能;針對(duì)減重引起的吊臂振動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)象,提出了一個(gè)減振隔離器的設(shè)計(jì)方案。
【關(guān)鍵詞】：海上桅桿式起重機(jī) 強(qiáng)度分析 動(dòng)態(tài)特性 Design Explorer 聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH213.2
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 課題研究的背景與意義13-14
• 1.2 課題研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)14-16
• 1.2.1 海上作業(yè)起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)14-15
• 1.2.2 海上作業(yè)起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)15-16
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容與組織結(jié)構(gòu)16-18
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.2 組織結(jié)構(gòu)17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第2章 海上桅桿式起重機(jī)的受力分析及載荷計(jì)算19-36
• 2.1 海上桅桿式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特征19-20
• 2.2 各組件的受力分析20-26
• 2.3 船舶運(yùn)動(dòng)載荷計(jì)算26-35
• 2.3.1 經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法27-30
• 2.3.2 數(shù)值分析方法30-31
• 2.3.3 基于AQWA的船舶運(yùn)動(dòng)載荷數(shù)值計(jì)算31-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 海上桅桿式起重機(jī)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性分析36-49
• 3.1 有限元非線性分析理論36-37
• 3.2 數(shù)值分析模型37-40
• 3.2.1 前處理37-39
• 3.2.2 邊界條件設(shè)定39-40
• 3.2.3 分析工況設(shè)定40
• 3.3 起重機(jī)的強(qiáng)度分析40-46
• 3.4 起重機(jī)的穩(wěn)定性分析46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 海上桅桿式起重機(jī)的動(dòng)態(tài)特性研究49-69
• 4.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論49-51
• 4.1.1 多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)分析49-50
• 4.1.2 多自由度系統(tǒng)動(dòng)力反應(yīng)的計(jì)算方法50-51
• 4.2 起重機(jī)的模態(tài)分析51-53
• 4.3 起重機(jī)的諧響應(yīng)分析53-58
• 4.3.1 分析結(jié)果53-58
• 4.3.2 船舶運(yùn)動(dòng)激勵(lì)對(duì)起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性的影響58
• 4.4 起重機(jī)的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析58-68
• 4.4.1 分析結(jié)果60-67
• 4.4.2 起升動(dòng)載對(duì)起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性的影響67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第5章 海上桅桿式起重機(jī)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)69-89
• 5.1 基于Design Explorer和Optistruct的聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)69-72
• 5.2 吊臂組件的優(yōu)化設(shè)計(jì)72-76
• 5.2.1 尺寸優(yōu)化72-76
• 5.2.2 結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化76
• 5.3 轉(zhuǎn)臺(tái)組件的優(yōu)化設(shè)計(jì)76-78
• 5.3.1 形貌優(yōu)化76-77
• 5.3.2 拓?fù)鋬?yōu)化77-78
• 5.4 關(guān)鍵零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)78-80
• 5.5 優(yōu)化前后對(duì)比分析80-86
• 5.5.1 靜力對(duì)比分析結(jié)果81-82
• 5.5.2 模態(tài)對(duì)比分析結(jié)果82-83
• 5.5.3 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)對(duì)比分析結(jié)果83-86
• 5.6 卸載沖擊隔離設(shè)計(jì)方案86-88
• 5.7 本章小結(jié)88-89
• 總結(jié)與展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與的科研項(xiàng)目95-96
• 致謝96

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

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3 吳曉;羅佑新;楊立軍;;吊重對(duì)起重機(jī)鋼絲繩動(dòng)力沖擊時(shí)的緩沖設(shè)計(jì)分析[J];起重運(yùn)輸機(jī)械;2008年02期

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5 鐘文軍;劉菊娥;王琮;羅超;毛建輝;周健;;大型回轉(zhuǎn)起重船技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展研究[J];船舶與海洋工程;2012年01期

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本文編號(hào)：304960